本发明专利技术公开了一种基于自清洁低辐射菲涅尔透镜的制作方法，所述的自清洁低辐射菲涅尔透镜制作经过如下过程：(1)加注透明光学硅胶于菲涅尔透镜的成型模具内；(2)将自清洁LOW-E玻璃的低辐射膜面向下、自清洁膜面向上压在加注了透明光学硅胶的菲涅尔透镜成型模具上，使菲涅尔透镜成型模具内的透明光学硅胶与自清洁LOW-E玻璃基底的低辐射膜面贴合；(3)用滚压法使自清洁LOW-E玻璃基底的低辐射膜面与菲涅尔透镜成型模具内的透明光学硅胶结合紧密；(4)固化透明光学硅胶，使其成型；(5)模具分离，得到在自清洁LOW-E玻璃的低辐射膜面上覆盖透明光学硅胶的自清洁低辐射菲涅尔透镜。采用该自清洁低辐射菲涅尔透镜作为聚光元件，用在聚光光伏系统中便得到一种基于自清洁低辐射菲涅尔透镜的聚光光伏系统。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于太阳能利用
，尤其是涉及一种基于自清洁低辐射菲涅尔透镜的聚光光伏系统。
技术介绍
开发新能源和可再生清洁能源是全世界面临的共同课题。在新能源的开发和利用中，太阳能电池，如：硅、铜铟镓硒、碲化镉、砷化镓等太阳能电池，倍受瞩目。但由于上述太阳能电池的成本过高，目前还未能充分进入市场。为了进一步降低光伏发电成本，聚光技术是一项可行的措施，即通过采用廉价的聚光系统将太阳光会聚到面积很小的高性能光伏电池上，从而大幅度地降低系统中成本昂贵的太阳能电池片的用量。预计到2015年以后，聚光光伏发电的成本可以降低到0.1美元/度以下。因此，发展聚光光伏系统对于缓解目前日益严重的能源和环境压力是非常重要的。目前仅有美国、西班牙、希腊等几个发达国家涉足聚光光伏发电系统，2008年9月，首个3MW聚光光伏发电系统在西班牙建成发电，随后西班牙、希腊建立了10MW的聚光光伏发电系统。国内涉足于此
的企业和研究所也只有寥寥几家，如：天津的电源研究所、三安光电科技有限公司和成都钟顺科技公司等，但规模普遍比较小。纵观国内外的发展现状可以知道，尽管聚光光伏发电系统具有价格方面的优势，但是，无论国外还是国内，聚光光伏发电系统的安装规模还远远落后于平板太阳能电池。相关技术的不成熟是导致这种现象的重要原因：(1)在高聚光倍数下，电池片的温度会很高(大于300℃)，此时太阳能电池性能会随着温度的升高急剧降低(仅有原来的50％以下)，因此，如何快速高效的给电池片降温是提高聚光光伏系统光电转化效率的关键，也是大规模应用必须要解决的关键问题；(2)另外，聚光光伏系统一般建在人烟稀少的戈壁或沙漠地区，污垢和灰尘的污染必然会影响系统的采光，进而也会影响系统的光电转化效率。通过在电池背部安装散热器，使太阳电池片中的热量通过散热器直接散发到大气中(被动散热)，或者通过在电池背部安装水冷系统进行主动散热都可以在一定程度上降低电池片的温度。然而，被动散热的散热效率比较低，而主动散热对散热技术又提出比较高的要求，一旦冷却系统出现问题，太阳电池组件可能由于温度过高而烧焦。对太阳光而言，可见光的辐射能约占太阳总辐射能的45％，该部分光不是热射线，而红外线约占太阳总辐射能的50％，属于热射线，物体在阳光照射下温度升高基本由于吸收这部分光引起。就聚光光伏系统而言，充分利用可见光并滤掉红外光，对于降低电池的温度、提高电池的效率是很有必要的。LOW-E玻璃是在玻璃表面镀上一层功能性低辐射薄膜得到的。该玻璃具有较高的可见光透过率，而对红外热辐射线的反射率比较高，尤其是可以有效滤掉大于1.5微米的红外光(多结砷化镓太阳电池可以吸收波长＜1.5微米的光)，并且LOW-E玻璃对太阳光的透过和反射性能可以通过设计膜层的结构来调节，因此可以满足聚光光伏系统的要求。-->LOW-E玻璃按照生产工艺的不同又可以分为在线LOW-E玻璃和离线LOW-E玻璃，其中前者由于具有良好热稳定性而适于深加工。自清洁玻璃是在普通玻璃表面涂镀纳米半导体材料(一般是二氧化钛或掺杂的二氧化钛)制成的。纳米半导体材料在太阳光中紫外线的激发下，可以将附着在其表面的污垢分解，在雨水的冲刷下分解产物和灰尘被清洗掉，达到自清洁的效果。对已公布的专利和文献进行检索，虽然有基于PbF2·SiO2纳米材料的自清洁菲涅尔透镜的报道(纳米自洁聚光太阳能菲涅尔透镜的制造方法，CN101840011A)，但是并未发现同时具有自清洁和低辐射功能的菲涅尔透镜用在聚光光伏系统中的相关报道。
技术实现思路
本专利技术通过组装一种基于自清洁低辐射菲涅尔透镜的聚光光伏系统，解决了聚光光伏系统中电池片温度过高的问题，并且该系统具有的自清洁功能可以降低系统维护费用。该专利技术的新意在于提供了一种新的控制聚光光伏系统电池片温度的方法，该方法不同于已有的主动散热和被动散热，而是通过将太阳光中热辐射线过滤掉的方式来降低温度；同时系统具有自清洁功能。为实现以上目的，本专利技术采取了以下的技术方案：自清洁低辐射菲涅尔透镜制作方法，包括如下步骤：(1)加注透明光学硅胶于菲涅尔透镜的成型模具内；(2)将自清洁LOW-E玻璃的低辐射膜面向下、自清洁膜面向上压在菲涅尔透镜成型模具上，使菲涅尔透镜成型模具内的透明光学硅胶与自清洁LOW-E玻璃基底的低辐射膜面贴合；(3)用滚压法使自清洁LOW-E玻璃基底的低辐射膜面与菲涅尔透镜成型模具内的透明光学硅胶结合紧密；所说的滚压法为：用滚轴压在LOW-E玻璃上，从一侧滚动到另一侧，使LOW-E玻璃基底的低辐射膜面与菲涅尔透镜成型模具内的透明光学硅胶结合紧密；(4)固化透明光学硅胶，使其成型；(5)模具分离，得到在自清洁LOW-E玻璃的低辐射膜面上覆盖透明光学硅胶的自清洁低辐射菲涅尔透镜。覆盖在LOW-E玻璃上的透明光学硅胶同时对低辐膜面起保护作用。所述的LOW-E玻璃是一种镀膜玻璃，这种玻璃不但可见光透过率高，而且具备很强的阻隔红外线的特点，能够允许可见光透过并过滤掉红外光，尤其是有效滤掉＞1.5微米的红外光，并且LOW-E玻璃对太阳光的透过和反射性能可以通过设计膜层的结构来调节。所述自清洁LOW-E玻璃的制作方法包括如下步骤：(1)将两块LOW-E玻璃的低辐射膜面相对放置，两块相对放置的LOW-E玻璃的四周用石蜡密封，以保护低辐射膜面，得到模块I；(2)将模块I放入钛溶胶中，以1～30cm/min的速度提拉；(3)将钛溶胶处理过的模块I的石蜡去掉；(4)将上述钛溶胶处理过的LOW-E玻璃在400～500℃煅烧30～60分钟，冷却，-->得到自清洁LOW-E玻璃。所述LOW-E玻璃为在线LOW-E玻璃。LOW-E玻璃按照生产工艺可以分为在线LOW-E玻璃和离线LOW-E玻璃。在线LOW-E玻璃的生产工艺是在浮法玻璃生产过程中，直接将原料喷涂到高温的玻璃表面，沉积产生功能膜层。该功能膜层一般为掺氟的二氧化锡，与玻璃通过化学键结合，膜层成为玻璃的一部分。因此十分坚固耐用，可以进行钢化、热弯等深加工，可以长期储存、不易变质，特别适合应用在环境恶劣区域。离线LOW-E玻璃的生产工艺是玻璃离开浮法生产线后，采用磁控溅射的方法，在玻璃表面镀制一层贵金属功能薄膜，一般为金属银膜。尽管该功能薄膜外侧有氧化物保护膜，但是此种离线LOW-E玻璃仍然不稳定，容易氧化，不易深加工。考虑到后续制备自清洁材料的过程中，需要在400～500℃煅烧30～60分钟，因此，本专利选用稳定的在线LOW-E玻璃。很明显，在线LOW-E玻璃的性能对自清洁低辐射菲涅尔透镜的性能有很大的影响，进而会影响整个聚光光伏系统的性能。要求在线LOW-E玻璃对可见光具有高的透过率和较低的辐射率(＜0.2)，市面上所售的在线LOW-E玻璃一般可以满足上述的要求，同时LOW-E玻璃对光的透射和反射性能可以通过对低辐射膜的膜层结构和材料组分设计而调节。由于制作菲涅尔透镜采用的材料为透明光学硅胶，因此得到的自清洁低辐射菲涅尔透镜对可见光具有很高的透过率(＞90％)，对红外光有较高的反射率(＞90％)。所述的钛溶胶是将钛酸四丁酯和钛酸乙酯中任一物质作为钛源，溶解在乙醇、水、硝酸、乙酰丙酮的溶液中得到，其中各组分的质量百分比分别为：钛酸四丁酯和钛酸乙酯中任一物质的质量百分本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．自清洁低辐射菲涅尔透镜的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：（１）加注透明光学硅胶于菲涅尔透镜的成型模具内；（２）将自清洁ＬＯＷ－Ｅ玻璃的低辐射膜面向下、自清洁膜面向上压在菲涅尔透镜成型模具上，使菲涅尔透镜成型模具内的透明光学硅胶与自清洁ＬＯＷ－Ｅ玻璃基底的低辐射膜面贴合；（３）用滚压法使自清洁ＬＯＷ－Ｅ玻璃基底的低辐射膜面与菲涅尔透镜成型模具内的透明光学硅胶结合紧密；（４）固化透明光学硅胶，使其成型；（５）模具分离，得到在自清洁ＬＯＷ－Ｅ玻璃的低辐射膜面上覆盖透明光学硅胶的自清洁低辐射菲涅尔透镜。
【技术特征摘要】
1.自清洁低辐射菲涅尔透镜的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)加注透明光学硅胶于菲涅尔透镜的成型模具内；(2)将自清洁LOW-E玻璃的低辐射膜面向下、自清洁膜面向上压在菲涅尔透镜成型模具上，使菲涅尔透镜成型模具内的透明光学硅胶与自清洁LOW-E玻璃基底的低辐射膜面贴合；(3)用滚压法使自清洁LOW-E玻璃基底的低辐射膜面与菲涅尔透镜成型模具内的透明光学硅胶结合紧密；(4)固化透明光学硅胶，使其成型；(5)模具分离，得到在自清洁LOW-E玻璃的低辐射膜面上覆盖透明光学硅胶的自清洁低辐射菲涅尔透镜。2.如权利要求1所述的自清洁LOW-E玻璃的制备方法，其特征在于，所述自清洁LOW-E玻璃的制作方法包括如下步骤：(1)将两块LOW-E玻璃的低辐射膜面相对放置，两块相对放置的LOW-E玻璃的四周用石蜡密封，以保护低辐射膜面，得到模块I；(2)将模块I放入钛溶胶中，以1～30cm/min的速度提拉；(3)将钛溶胶处理过的模块I的石蜡去掉；(4)将上述钛溶胶处理过的LOW-E玻璃在400～500℃煅烧30～60分钟，冷却，得到自清洁LOW-E玻璃。3.如权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：史继富，徐刚，朱艳青，黄华凛，苗蕾，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：81
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